Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah KW H meter Batasan Masalah Maksud dan Tujuan Penulisan Manfaat Metodologi Penilitian Komponen Elektronika 1. Sensor Arus current sensing

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

KW H Meter KWH Kilo Watt Hour abonemen plus KW H meter mikrokontroler KWH meter LCD flat

B. Rumusan Masalah KW H meter

mikrokontroler port serial

C. Batasan Masalah

hardware softwar PC

D. Maksud dan Tujuan Penulisan

mikrokontroler kwh meter

E. Manfaat

KWH meter mikrokontroler KWH meter mikrokontroler watt

F. Metodologi Penilitian

literature internet pcb

G. Sistematika Penulisan

software hardware

BAB II LANDASAN TEORI

A. Komponen Elektronika 1. Sensor Arus current sensing

Hall Effect Sensor. Hall Effect Sensor Hall Effect Sensor proporsional inductor detektor statis „hall effect sensor. Sensor ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. http:delta-electronic.comcurrentsensing, 2010 Gambar 1 Blok diagram sensor arus dengan metode Hall Effect Sensor 5 Gambar 2 Sensor arus current sensing

2. ADC 0804

ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang artinya Pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif + dan input negatif -. ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter. V + dan V - adalah inputan tegangan analog differensial sehingga data tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi + dan Vi -. Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur tegangan input pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan referensi ini adalah setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital juga akan maksimal. Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi logika low. W rite berfungsi untuk melakukan start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin instruksi akan mengeluarkan logika low. Data output-an digital sebanyak 8 byte DB0-DB7 biner 0000 0000 sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka desimal yang akan muncul adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7. Gambar 3 Konfigurasi Pin ADC 0804 Deskripsi Fungsi Pin ADC 0804 a. WR, pulsa transisi high to low pada input input write maka ADC akan melakukan konversi data, tegangan analog menjadi data digital. b. INT, bila konversi data analog menjadi digital telah selesai maka pin INT akan mengeluarkan pulsa transisi high to low. Perangkat ADC dapat diopersikan dalam mode free running dengan menghubungkan pin INT ke input W R. c. CS, agar ADC dapat aktif melakukan konversi data maka input chip select harus diberi logika low. d. RD, agar data ADC data dapat dibaca oleh sistem mikroprosessor maka pin RD harus diberi logika low. e. Tegangan analog input deferensial, input Vin + dan Vin - merupakan input tegangan deferensial yang akan mengambil nilai selisih dari kedua input. Dengan memanfaatkan input Vin maka dapat dilakukan offset tegangan nol pada ADC. f. Vref, tegangan referensi dapat diatur sesuai dengan input tegangn pada Vin + dan Vin -. g. CLOCK, clock untuk ADC dapat diturunkan pada clock CPU atau RC eksternal dapat ditambahkan untuk memberikan generator clock dari dalam CLK In menggunakan schmitt triger. http:electroniclab.com, 2010

3. MAX 232 IC MAX232 adalah komponen untuk mengubah sinyal dari RS232 ke sinyal

TTL yang bisa diolah oleh mikrokontroler. IC ini berguna untuk membuat komunikasi data antara komputer atau alat lain yang menggunakan RS232 dengan mikrokontroler. Konfigurasi sirkuit dari IC MAX232 ditunjukkan pada gambar. Gambar 4 Konfigurasi sirkuit IC MAX232 http:www.indorobotika.com, 2010 4. Catu Daya Catu daya merupakan sebuah bagian yang dapat mencatu listrik ke bagian yang lain, yang mengubah tegangan AC menjadi DC dan menjaga tegangan output konstan dalam batas-batas tertentu. Secara umum catu daya terdiri dari transformator, penyearah, penyaring filter dan peregulasi regulator. Secara umum blok catu daya terlihat pada gambar berikut ini : Sumber Teg angan AC Tran sformat or Penyearah P en yaring P eregulasi Tegan gan DC Gambar 5 Blok diagram catu daya Tegangan 220 volt yang berasal dari jala-jala PLN masuk ke transformator step down dan diturunkan tegangannya sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan. Tegangan bolak balik ini kemudian disearahkan oleh rangkaian penyearah gelombang penuh untuk diubah menjadi tegangan DC. Tegangan output dari penyearah merupakan tegangan searah yang masih berdenyut atau masih berfluktuasi. Fluktuasi tegangan ini dapat diperkecil dengan dilewatkan ke rangkaian penyaring filter. Regulator diperlukan untuk menjaga tegangan output tetap stabil, tidak terpengaruh oleh perubahan-perubahan yang terjadi. T egangan output transformator ditentukan oleh banyaknya lilitan primer dan lilitan sekunder dari transformator. Prihono, 2009

5. IC LM7805 LM78xx merupakan seri IC untuk regulator tegangan tetap positif.

Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik turunnya tegangan jala- jala tidak mempengarui tegangan catu daya sehingga menjdi stabil. IC LM7805 Integrated Circuit Lm7805 merupakan regulator untuk mendapat tegangan 5 volt. Komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus current limiter dan juga pembatas suhu thermal shutdown. Komponen ini memiliki 3 bauh kaki tau pin. Sumber http:p_musa.staff.gunadarma.ac.id, 2010 Gambar 6 IC LM 7805

6. LCD 2x16 LCD Liquid Crystal Display digunakan sebagai tampilan dari sebuah

informasi. LCD yang digunakan mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut dengan LCD character 2x16, dengan 16 pin konektor yang didefinisikan sebagai berikut: Gambar 7 LCD 2x16 karakter Table 1 Pin dan Fungsi LCD Nama Fungsi Ground +5Volt Pengatur Kontras Register Select 0= Register Perintah 1= Register Data Read write 0= write mode 1= read mode Enable 0= enable 1= disable Data Bus Tegangan untuk menyalakan lampu LCD PIN 1 2 3 4 VSS VCC VEE RS 5 RW 6 E 7-14 15-16 DB0 http:alldatasheet.comlcd, 2010 B. Sistem Komunikasi Serial Dalam dunia komputer, port adalah satu set instruksi atau perintah sinyal dimana mikroprosesor atau CPU menggunakannya untuk memindahkan data dari atau ke piranti lain. Penggunaan umum port adalah untuk berkomunikasi dengan printer, modem, keyboard dan display. Kebanyakan port komputer adalah berupa kode digital, dimana tiap-tiap sinyal atau bit adalah berupa kode biner 0 atau 1. Port parallel atau lebih dikenal port printer mentransfer berupa bit secara bersamaan, sementara serial port mentransfer satu bit setiap saat. Port serial COM berfungsi sebagai port antarmuka untuk pengendalian terhadap sistem. Karena itu penting sekali untuk menyertakan setting hardware, stop bits, parity bits, data bits dan property control komunikasi lain yang berperan dalam komunikasi serial, hal ini ditunjukkan gambar dibawah ini. Gambar 8 Paket data pada komunikasi serial Port serial pada mikrokontroler dapat digunakan dalam mode full duplex, artinya dapat menerima dan mengirim data secara bersamaan. Penerimaan dan pengiriman data port serial melalui sebuah register yang disebut SBUF pada penerimaan dan pengiriman data serial Serial Data Buffer. Dengan adanya SBUF, maka dimungkinkan juga untuk melakukan pembacaan dan pengiriman data lebih dari satu byte data yang datang atau terkirim secara terpisah dan berurutan. Buffer RS-232 modul antarmuka dengan komputer direalisasikan melalui port serial melalui pluk DB9 femail sebagai antarmuka dikarenakan kemudahan dalam penggunaannya dimana hanya memerlukan satu buah IC voltage transistor MAX232 dan beberapa kapasitor sebagai converter level tegangan komputer kearah TTL dan sebaliknya. Gambar 9 menunjukkan permukaan dari DB9 femail, sedangkan fungsi masing-masing pin ditunjukkan pada tabel 2 Gambar 9 DB9 femail Tabel 2 Fungsi kaki-kaki DB9 standart RS232 Fungsi Sinyal CD RxD TxD DTR SGGND DSR RTS CTS RI Keterangan Carrier Detect Receive Data Transmit Data Data Terminal Ready Sistem Ground Data Set Ready Request to Send Clear to Send Ring Indikator No. Kaki 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Level tegangan dari serial port berkisar dari -3V sampai -15V untuk nilai high atau logika 1 dan level tegangan berkisar dari +3V sampai +15V untuk nilai low atau logika 0. Tegangan mendekati nol tidak berlaku untuk komunikasi serial port. Untuk menjembatani perbedaan tersebut maka dipergunakan RS232 dengan IC MAX232. Berdasarkan dari penjelasan diatas dapat disimpulkan ada empat hal pokok yang diatur dalam standar komunikasi serial antara lain : 1. Level tegangan yang dipakai. 2. Bitrate kecepatan pengiriman data. 3. Format dan panjang data. 4. Sinkronisasi keserempakan. http:www.ittelkom.ac.idlibrary, 2010 C. Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroler AT89S51 merupakan mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4Kbyte Flash Programable and Erasable Read Only Memory PEROM berteknologi memori non-volatile isi memori tidak akan hilang saat tegangan catu daya dimatikan. Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi perintah berstandar MCS-51 sehingga memungkinkan mikrokontroler ini untuk bekerja dalam mode single chip operation mode operasi keping tunggal yang tidak memerlukan memori luar untuk menyimpan kode sumber sebagai perintah menjalankan mikrokontroler. Mikrokontroler telah menyediakan berbagai macam aplikasi mulai dari port parallel, timer, counter serta komunikasi serial. Komunikasi serial pada mikrokontroler banyak digunakan dalam pengiriman dan penerimaan data. Aplikasi dari sistem ini antara lain pada interfacing serial. Mikrokontroler MCS- 51 merupakan sebuah chip semikonduktor yang terintregasi dan merupakan jenis mikrokontroler yang di dalamnya dilengkapi dengan : 1. Sebuah CPU Central Processing Unit 8 bit.

2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu. 3. RAM internal 128 byte on chip.

4. Empat buah programmable IO, masing-masing terdiri atas 8 buah jalur IO. 5. Dua buah timercounter 16 bit. 6. Enam buah jalur interupsi dua timer, dua counter, satu serial, satu reset. 7. Satu buah port serial dengan kontrol serial full duplex UART. 8. 4 kbyte memori program. 9. Kemampuan melakukan operasi perkalian, pembagian dan operasi boolean. Seperti terlihat pada gambar didalam sebuah mikrokontroler terdapat CPU yang merupakan pusat pemrosesan. Adanya dua buah timer yang membantu dalam hal pewaktuan dan cacah, juga memori internal untuk media penyimpanan data program berupa bahasa mesin. Gambar 10 Diagram bus mikrokontroler Gambar 11 Susunan pin-pin mikrokontroler MCS-51 Gambar diatas merupakan merupakan susunan pin-pin mikrokontroler M CS- 51 dengan tipe mikrokontroler AT89S51, pejelasan dari masing-masing pin adalah adalah sebagai berikut : 1. Pin 40 sama dengan Vcc, masukan catu daya +5 volt DC. 2. Pin 20 sama dengan Vss , masukan catu daya 0 volt DC. 3. Pin 32-39 merupakan pin P0.0-P0.7, port input dan output delapan bit dua arah yang juga dapat berfungsi bus data dan bus alamat bila mikrokontroler menggunakan memori eksternal. 4. Pin 1-8 merupakan pin P1.0-P1.1, port inputoutput dua arah delapan bit dengan internal pull up. 5. Pin 10-17 merupakan P3.0-P3.7, port inputoutput dua arah delapan bit, selain via port 3 juga memiliki alternatif fungsi sebagai : a RXD pin 10 = port komunikasi input serial. b TXD pin 11 = komunikasi output serial. c INTO pin 12 = saluran interupsi eksternal 0 aktif rendah. d INT1 pin 13 = saluran interupsi eksternal 1 aktif rendah. e T0 pin 14 = input timer 0. f T1 pin 15 = input timer 1. g WR pin 16 = berfungsi sebagai sinyal kendali tulis, saat prosesor akan menulis data ke memori IO luar. h RD pin 17 = berfungsi sebagai sinyal kendali baca, saat prosesor akan membaca data ke memori IO luar. 6. Pin 9 merupakan reset, berfungsi untuk mereset AT89S51 ke keadaan awal. 7. Pin 30 merupakan ALE Address Latch Enable, berfungsi menahan sementara alamat byte rendah pada proses pengalamatan ke memori eksternal. 8. Pin 29 merupakan PSEN Program Store Enable, sinyal pengontrol yang berfungsi untuk membaca program dari memori eksternal. 9. Pin 31 merupakan EA untuk pilihan program, menggunakan program internal atau eksternal. Bila 0, maka digunakan program eksternal. 10. Pin 19 XI, masukan ke rangkaian osilator internal. Sumber osilator atau quarts crystal dapat digunakan. 11. Pin 18, masukan ke rangkaian osilator internal, koneksi quarts crystal atau tidak dikoneksikan apabila digunakan eksternal osilator. Sedangkan diagram blok mikrokontroler AT89S51 diperlihatkan pada gambar 12. Gambar 12 Diagram blok mikrokontroler AT89S51 SFR Special Function Register SFR atau register fungsi khusus merupakan suatu daerah RAM dalam IC keluarga MCS51 yang digunakan untuk mengatur perilaku MCS51 dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port paralel P1 atau P3, dan sarana inputoutput lainnya, tapi tidak umum dipakai untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. SFR dalam RAM internal menempati lokasi alamat 80h sampai 7Fh. Masing-masing register pada SFR ditunjukkan dalam tabel, yang meliputi simbol, nama dan alamatnya. Tabel 3 Special Funtion Register Nama Akumulator B register Program Status Word Stack Pointer Data Pointer 16 Bit DPL Byte rendah DPH Byte tinggi Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 Interupt Priority Control Interupt Enable Control TimerCounter Mode Control TimerCounter Control TimerCounter 0 High byte TimerCounter 0 Low byte TimerCounter 1 High byte TimerCounter 1 Low byte Serial Control Serial Data Buffer Power Control Alamat E0h F0h D0h 81h 82h 83h 80h 90h A0h B0h B8h A8h 89h 88h 8Ch 8Ah 8Dh 8Bh 98h 99h 87h Simbol Acc B PSW SP DPTR DPH DPL P0 P1 P2 P3 IP IE TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON 1. Acc digunakan sebagai register utama dalam proses aritmatik dan penyimpanan data sementara. Program akumulator dituliskan A. 2. Register B digunakan sebagai operasi perkalian dan pembagian. Untuk instruksi lain dapat diperlakukan sebagai stratch-pad. 3. Stack Pointer, merupakan register penunjuk alamat dari stack. Pada operasi PUSH, POP, Ret dan CALL maka nilainya akan berubah sesuai dengan alamat stack pada saat itu. 4. Data Pointer, merupakan register 16 bit yang digunakan sebagai penyimpan alamat data. 5. Port 0 - Port 3, merupakan latches yang digunakan untuk menyimpan data yang akan ditulis dari atau ke masing-masing port. 6. Serial Data Buffer, terdiri dua register yaitu penyangga pengirim transmit buffer dan penyangga penerima receive buffer. Pada saat data disalin ke SBUF maka data sesungguhnya di kirim ke penyangga pengirim sedangkan pada saat data disalin dari SBUF maka sebenarnya data tersebut berasal dari penyangga penerima. 7. Control Register, register-register IP, IE, TMOD, SCON, TCON dan PCON berisi bit-bit kontrol dan status untuk sistem interupsi, timer, counter dan port serial. Tim Lab.Mikroprosessor BLPT Surabaya, 2007 D. Program Antarmuka Menggunakan Visual Basic Microsoft Visual Basic sering disingkat sebagai VB merupakan sebuah bahasa pemrograman yang cukup populer dan mudah untuk dipelajari. Visual Basic menggunakan bahasa BASIC Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code yang merupakan salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi dan menawarkan pengembangan aplikasi komputer akses ke beberapa basis data salah satunya menggunakan ActiveX Data Object ADO. Keuntungan Visual basic adalah bahasa yang sederhana, Visual basic sangat populer maka sangat banyak sumber-sumber yang digunakan untuk belajar dan mengembangkan kemampuan. 1. Mengenal Elemen-elemen Visual Basic Dalam jendela visual basic terdapat banyak elemen-elemen yang digunakan. Dibawah ini fungsi dan kegunaan elemen-elemen yang terdapat di jendela visual basic : a. Title Bar Merupakan batang judul yang terletak pada bagian atas jendela program visual basic yang berfungsi untuk menunjukkan nama proyek yang sedang aktif.

b. Menu Bar Merupakan batang menu yang berisi menu-menu utama, seperti file, edit,

view, dan lain lain yang berfungsi untuk mengoperasikan program visual basic. Gambar 13 Tampilan Menu Bar c. Main Toolbar Merupakan batang tool yang berisi tombol-tombol dengan gambar ikon yang dapat diklik untuk melakukan suatu perintah khusus secara cepat. Gambar 14 Tampilan Main Toolbar d. Toolbox Merupakan kotak perangkat yang terdiri atas beberapa class objek yang digunakan dalam proses pembuatan aplikasi. Ganbar 15 Tampilan Toolbox e. Project Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan proyek-proyek, form-form atau modul-modul yang terlibat dalam proses pembuatan aplikasi. Gambar 16 Jendela Project Explorer f. Form Merupakan tempat yang digunakan untuk merancang aplikasi yang sedang dibuat. Didalam form dapat merancang sebuah program aplikasi dengan menempatkan kontrol-kontrol yang ada di bagian toolbox. Untuk mengatur ukuran form dengan menggunakan handle di sisi kanan, bawah dan sudut kanan bawah dengan cara klik tahan dan geser sesuai araah pengaturan. Gambar 17 Tampilan Form g. Jendela Code Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan atau menuliskan kode program. Gambar 18 Tampilan Jendela Code h. Jendela Properties Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan dan mengubah properti-properti yang dimiliki sebuah objek. Pada jendela Properties terdapat dua pilihan tabulasi, yaitu Alphabetic urut berdasarkan abjad dan Categorized urut berdasar kelompok. Gambar 19 Tab Alphabetic dan Tab Categorized i. Jendela Form Layout Merupakan jendela yang digunakan untuk mengatur posisi form pada layar monitor saat program dijalankan. T ekan F5 pada keyboard untuk melihat hasil perubahan posisi form. Gambar 20 Tampilan Jendela Form Layout View j. Jendela Immediate Merupakan Jendela yang digunakan untuk melihat dan memerisa hasil suatu ekspresi secara langsung. Gambar 21 Tampilan Jendela Immediate k. Jendela Object Browser Merupakan jendela yang digunakan untuk melihat objek-objek yang terlibat dalam pembuatan aplikasi. Pada jendela ini dapat melihat Metode, Event atau Properti yang dimiliki sebuah objek. Gambar 22 Tampilan Jendela Object Browser 2. Pengaksesan Port Serial pada Visual Basic Untuk pengaksesan port serial kita dapat mengaksesnya secara langsung melalui register UART atau menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan visual basic.

a. Pengaksesan secara langsung melalui register UART

Saluran yang digunakan UART untuk komunikasi baik untuk pengiriman maupun penerimaan data adalah salura RxD dan saluran TxD serta saluran untuk kontrol yaitu DCD, DSR, RTS, CST, DTR dan RI. Saluran-saluran ini ada yang input dan ada yang output. Keuali saluran RxD saluran-saluran ini dapat diakses secara langsung melalui register UART. Berikut adalah tabel alamat dan lokasi bit saluran tersebut pada register UART. Tabel 4 Alamat dan lokasi bit pada register UART Nama Pin TxD DTR RTS CTS DSR RI DCD Nomor pin DB9 3 4 7 8 6 9 1 Com1 3FBh 3FCh 3FCh 3Feh 3FEh 3FEh 3FEh Com2 2FBh 2FCh 2FCh 2Feh 2FEh 2FEh 2FEh Bit 6 1 4 5 6 7 Arah Output Output Output Input Input Input Input Untuk dapat mengaksesnya dapatt menggunakan fungsi port_out dan port_in yang terdapat padaport_io.dll dan untuk menset atau mengclear bit-bit tertentu dapat menggunakan prosedur set_bit atau clear_bit. b. Pengaksesan dengan menggunakan kontrol MSComm Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirimmenerima data melalui port serial. Setiap M SComm hanya menangani satu port serial. Properti yang sering dipakai dalam MSComm adalah : CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai. Setting : Digunakan untuk mengeset nilai bitrate, pariti, jumlah bit data dan jumlah bit stop. PortOpen : Digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm. Input Output : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima. : Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim. MSComm hanya mempunyai satu even yaitu even OnComm. Even OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang mengindikasikan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun error. Retna Prasetia, 2004

E. Basis Data MS Access